DE102018102720B4 - strut bearing - Google Patents
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Abstract
Federbeinlager für Kraftfahrzeuge, mit einem ringförmigen Gehäuse (10), das eine drehfest mit einem Fahrzeugaufbau verbindbare obere Halbschale (12) und eine zur Abstützung auf einer Feder (20) des Federbeins ausgebildete untere Halbschale (14) aufweist und ein Wälzlager (22), über das sich die obere Halbschale (12) drehbar auf der unteren Halbschale (14) abstützt sowie mindestens ein Gleitlager (28, 30) aufnimmt, das wirkungsmäßig parallel zu dem Wälzlager (22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gleitlager (28) ein Axiallager ist und dass das Wälzlager (22) und das Gleitlager (28) so konfiguriert sind, dass bei normaler Belastung des Federbeinlagers die axialen und radialen Lagerkräfte vorwiegend durch das Wälzlager (22) aufgenommen werden, während bei stärkerer Belastung auch das Gleitlager (28) wirksam wird.Suspension strut bearing for motor vehicles, with an annular housing (10) which has an upper half-shell (12) which can be connected in a rotationally fixed manner to a vehicle body and a lower half-shell (14) which is designed to be supported on a spring (20) of the suspension strut, and a roller bearing (22), via which the upper half-shell (12) is rotatably supported on the lower half-shell (14) and accommodates at least one plain bearing (28, 30) which is arranged functionally parallel to the roller bearing (22), characterized in that the at least one plain bearing ( 28) is an axial bearing and that the roller bearing (22) and the plain bearing (28) are configured in such a way that, under normal loading of the strut bearing, the axial and radial bearing forces are predominantly absorbed by the roller bearing (22), while under heavier loads, the plain bearing as well (28) becomes effective.
Description
Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager für Kraftfahrzeuge, mit einem ringförmigen Gehäuse, das eine drehfest mit einem Fahrzeugaufbau verbindbare obere Halbschale und eine zur Abstützung auf einer Feder des Federbeins ausgebildete untere Halbschale aufweist und ein Wälzlager, über das sich die obere Halbschale drehbar auf der unteren Halbschale abstützt, sowie mindestens ein Gleitlager aufnimmt, das wirkungsmäßig parallel zu dem Wälzlager angeordnet ist.The invention relates to a suspension strut bearing for motor vehicles, with an annular housing which has an upper half-shell which can be connected in a torque-proof manner to a vehicle body and a lower half-shell which is designed to be supported on a spring of the suspension strut, and a roller bearing via which the upper half-shell can be rotated on the lower half-shell is supported, and accommodates at least one plain bearing, which is operatively arranged parallel to the roller bearing.
Über solche Federbeinlager stützt sich der Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs auf Federbeinen ab, an denen die Fahrzeugräder aufgehängt sind. Im eingebauten Zustand ist die obere Halbschale drehfest am Fahrzeugaufbau gehalten, während sich die untere Halbschale mittelbar oder unmittelbar auf dem oberen Ende einer Schraubenfeder des Federbeins abstützt. Durch das Lager soll bei Lenkeinschlägen des Rades eine leichtgängige Drehung des Federbeins um seine Längsachse ermöglicht werden.The vehicle body of a motor vehicle is supported via such suspension strut bearings on suspension struts on which the vehicle wheels are suspended. When installed, the upper half-shell is held in a rotationally fixed manner on the vehicle body, while the lower half-shell is supported directly or indirectly on the upper end of a coil spring of the strut. The bearing is intended to enable the spring strut to rotate smoothly about its longitudinal axis when the wheel is turned.
Häufig sind solche Federbeinlager als Wälzlager ausgebildet. Aus
Aus
Aufgrund der während der Fahrt des Kraftfahrzeugs auftretenden Trägheitskräfte muss das Federbeinlager Axialkräfte und - insbesondere bei Kurvenfahrten - auch radiale Kräfte aufnehmen, die in einem weiten Bereich variieren können, so dass die Komponenten des Federbeinlagers eine hohe mechanische Stabilität aufweisen müssen.Due to the inertial forces occurring while driving the motor vehicle, the strut bearing must absorb axial forces and—particularly when cornering—also radial forces, which can vary over a wide range, so that the components of the strut bearing must have high mechanical stability.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kleinbauendes und leichtes und dennoch stabiles Federbeinlager schaffen.The object of the invention is to create a small and lightweight yet stable suspension strut bearing.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1 .
Da bei dem erfindungsgemäßen Lager zumindest bei hoher Belastung Teile der auftretenden Lagerkräfte von dem Gleitlager aufgenommen werden können, bestehen geringere Anforderungen an die Verformungssteifigkeit des Wälzlagers, so dass dieses Wälzlager und damit das Federbeinlager insgesamt kleinbauender und leichter gestaltet werden kann. Andererseits erlaubt das Wälzlager eine leichtgängige Verdrehung der beiden Halbschalen relativ zueinander.Since in the bearing according to the invention parts of the bearing forces occurring can be absorbed by the plain bearing at least under high loads, there are lower demands on the deformation resistance of the roller bearing, so that this roller bearing and thus the strut bearing can be made smaller and lighter overall. On the other hand, the roller bearing allows the two half-shells to rotate easily relative to one another.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims.
Die Gleitflächen des Gleitlagers können unmittelbar an den beiden Halbschalen gebildet sein, die beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein können. In einer anderen Ausführungsform ist zwischen den beiden Halbschalen mindestens ein Gleitring angeordnet, der zusammen mit einer der beiden Halbschalen oder wahlweise auch zusammen mit einem zweiten Gleitring das Gleitlager bildet. Diese Bauweise erlaubt es, das Material der Halbschalen im Hinblick auf eine hohe mechanische Festigkeit auszuwählen, während das Material des oder der Gleitringe im Hinblick auf eine Materialpaarung mit besonders günstigen Reibungseigenschaften ausgewählt werden kann.The sliding surfaces of the plain bearing can be formed directly on the two half-shells, which can be made of plastic, for example. In another embodiment, at least one slide ring is arranged between the two half-shells, which forms the slide bearing together with one of the two half-shells or optionally also together with a second slide ring. This construction allows the material of the half-shells to be selected with regard to high mechanical strength, while the material of the slide ring or rings can be selected with regard to a material pairing with particularly favorable friction properties.
In einer Ausführungsform nimmt das Gehäuse mindestens zwei Gleitlager auf, von denen mindestens eines vorwiegend als Axiallager und mindestens ein anderes vorwiegend als Radiallager arbeitet.In one embodiment, the housing accommodates at least two plain bearings, of which at least one primarily works as an axial bearing and at least one other primarily as a radial bearing.
Die beiden Halbschalen des Gehäuses können in bekannter Weise miteinander verclipst sein und können Dichtungen, beispielsweise Labyrinthdichtungen aufweisen, die den Innenraum des Gehäuses am inneren Umfangsrand und am äußeren Umfangsrand abdichten, wodurch sowohl das Wälzlager als auch das oder die Gleitlager gegen das Eindringen von Schmutz und das Austreten von Schmiermittel geschützt werden. Das als Radiallager wirkende Gleitlager bietet dabei den Vorteil, dass es die relativ zueinander drehbaren Teile der Dichtungen an den beiden Halbschalen in einer definierten radialen Position relativ zueinander hält, so dass bei radialer Belastung ein Stick-Slip-Effekt vermieden wird, der andernfalls leicht auftreten durch die Eigenschwingungen der Feder des Federbeins verstärkt werden könnte, ein Phänomen, das zu einer unangenehmen Geräuschbildung führt und bei herkömmlichen Lagern als „Federspringen“ bekannt ist.The two half-shells of the housing can be clipped together in a known manner and can have seals, for example labyrinth seals, which seal the interior of the housing on the inner peripheral edge and on the outer peripheral edge, whereby both the roller bearing and the plain bearing or bearings are protected against the ingress of dirt and be protected against the escape of lubricant. The plain bearing acting as a radial bearing offers the advantage that it holds the parts of the seals on the two half-shells that can rotate relative to one another in a defined radial position relative to one another, so that a stick-slip effect is avoided under radial load, which otherwise easily occurs could be amplified by the natural vibrations of the spring of the strut, a phenomenon that leads to an unpleasant noise and is known as "spring jumping" in conventional bearings.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following an embodiment is explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigen:
-
1 einen axialen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Federbeinlager; und -
2 einen vergrößerten Teilschnitt durch das Federbeinlager nach1 .
-
1 an axial section through a strut bearing according to the invention; and -
2 an enlarged partial section through the suspension strut bearing1 .
Das in
Die oberen und unteren Halbschalen 12, 14 sind um eine im wesentlichen vertikale Achse A relativ zueinander drehbar, so dass sich das Federbein bei Lenkeinschlägen des daran aufgehängten Rades leichtgängig um die Achse A drehen kann, während das Gewicht des Fahrzeugaufbaus über das Federbeinlager auf der Schraubenfeder abgestützt wird.The upper and lower half-
Das Gehäuse 10 nimmt ein Wälzlager 22 auf, das als Axial- und Radiallager konfiguriert ist und zwei Laufringe 24 aus Metall mit jeweils viertelkreisförmigem Querschnitt aufweist, zwischen denen Wälzkörper 26 (Kugeln) gelagert sind.The
Der obere der beiden Laufringe 24 stützt sich an einer daran angepassten Kontur an der oberen Wand und der inneren Umfangswand der oberen Halbschale 12 ab, während sich der andere Laufring 24 an einer entsprechenden Kontur an der äußeren Umfangswand und der unteren Wand der Halbschale 14 abstützt.The upper of the two
Die Halbschalen 12, 14 des Gehäuses 10 sind aus einem verformungssteifen Kunststoffmaterial hergestellt. Die Außenwand der unteren Halbschale 14 ist verdickt, und zwischen der Oberseite dieser Außenwand und der Unterseite der oberen Wand der Halbschale 12 wird ein als Axiallager wirkendes Gleitlager 28 gebildet. In diesem Beispiel ist das Gleitlager 28 symbolisch als Gleitring dargestellt, der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein kann, das mit dem Material der Halbschale 12 und/oder der Halbschale 14 eine reibungsgünstige Materialpaarung bildet. Wahlweise können die Gleitflächen des Gleitlagers jedoch auch unmittelbar durch die entsprechenden Wände der Halbschalen 12 und 14 gebildet werden.The half-
Die radial inneren Wände der Halbschalen 12 und 14 sind nach unten verlängert und bilden einen Zentrierkörper für die Feder 20. Weiterhin wird zwischen diesen Wänden ein weiteres Gleitlager 30 gebildet, das als Radiallager wirkt und analog zu dem Gleitlager 28 ausgebildet sein kann.The radially inner walls of the half-
Erfindungsgemäß werden bei normaler Belastung des Federbeinlagers die axialen und radialen Lagerkräfte vorwiegend durch das Wälzlager 22 aufgenommen, während an den Gleitlagern 28 und 30 nur eine sehr geringe Flächenpressung auftritt und somit kaum ein Reibungswiderstand erzeugt wird. Wenn jedoch bei stärkerer Belastung das Wälzlager 22 etwas nachgibt, wird je nach Wirkrichtung der Last auch das Gleitlager 28 und/oder das Gleitlager 30 wirksam.According to the invention, the axial and radial bearing forces are primarily absorbed by the roller bearing 22 during normal loading of the strut bearing, while the
Die Gleitlager 28 und 30 wirken zugleich als Dichtungen, die den von dem Wälzlager 22 eingenommenen Innenraum des Gehäuses abdichten.The
Die äußere Umfangswand der oberen Halbschale 12 bildet am unteren Rand eine Rastnase 34, die die untere Halbschale 14 untergreift, so dass die Halbschalen miteinander verclipst werden können. Zugleich bilden die in geringem Abstand zueinander verlaufenden äußeren Umfangswände der beiden Halbschalen 12, 14 eine Art Labyrinthdichtung, die den von dem Gleitlager 28 eingenommenen Raum nach außen abdichtet. Entsprechend sind auch an den nach unten verlängerten inneren Umfangswänden der Halbschalen 12, 14 ineinandergreifende Labyrinthstrukturen 36 gebildet, die auch den von dem Gleitlager 30 eingenommenen Raum nach außen abdichten.The outer peripheral wall of the upper half-
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